Descubren cómo fabricar un sustituto del cemento a partir de yeso que absorbe CO₂

Buena parte del planeta se encuentra inmersa en una crisis relacionada con la vivienda. Jóvenes que no pueden acceder a ella y grandes ciudades que no son capaces de absorber más personas y que cuentan con un déficit de hogares disponibles para comprar o alquilar.

Es por ello que, en los próximos años, se van a construir miles de edificios solo en España. Pero para ello se busca ahora dar un giro de 180 grados y apostar por materiales de construcción sostenibles. Un estudio reciente liderado desde el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT), del CSIC, ha desarrollado una técnica capaz de transformar yeso en vaterita, un mineral escaso y muy valorado en distintas industrias.

Los científicos han comprobado que la vaterita obtenida mediante este procedimiento puede emplearse como material de construcción sostenible, ya que su formación consume dióxido de carbono (CO₂), el principal gas de efecto invernadero responsable del calentamiento global. El estudio, publicado en la revista Advanced Functional Materials, abre la puerta a dar una segunda vida a los residuos de yeso generados por numerosas actividades industriales mediante un proceso que, al mismo tiempo, contribuye a reducir las emisiones de CO₂ a la atmósfera.

El yeso es uno de los residuos más abundantes en múltiples procesos industriales. Se genera, por ejemplo, en la producción de fertilizantes, en las actividades de demolición y construcción o durante la fabricación de dióxido de titanio, un compuesto muy utilizado en pinturas, plásticos, papel y cosméticos. A pesar de esta gran disponibilidad, su reutilización es muy limitada: en la Unión Europea apenas se recicla alrededor del 15 % del yeso producido.

Frente a ello, la vaterita es un mineral poco frecuente en la naturaleza. Se trata de una forma inestable del carbonato cálcico que, precisamente por esa inestabilidad y por su elevada reactividad, presenta propiedades muy atractivas para distintas aplicaciones tecnológicas. Entre ellas destacan su uso potencial en la industria farmacéutica, la fabricación de papel o el desarrollo de nuevos materiales de construcción.

Un sustituto más sostenible del cemento

En el estudio, los investigadores lograron transformar yeso en vaterita utilizando únicamente agua y dióxido de carbono, sin necesidad de añadir compuestos químicos y trabajando en condiciones ambientales. Además, demostraron que el material resultante puede emplearse como sustituto del cemento tradicional, con una resistencia comparable, pero con un proceso de fabricación mucho menos intensivo en energía, ya que se realiza a temperaturas más bajas.

«Esto es crucial porque no solo permite capturar y almacenar carbono en el propio material, sino que también contribuye a reducir indirectamente las emisiones asociadas a la industria del cemento convencional», explica Alexander van Driessche, investigador del CSIC en el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra y uno de los autores del estudio. La fabricación de cemento es responsable de cerca del 8 % de las emisiones globales de CO₂.

Según los cálculos teóricos del equipo, por cada kilogramo de yeso transformado mediante este método se pueden capturar alrededor de 0,26 kilogramos de carbono. Aunque la cifra pueda parecer modesta, adquiere relevancia si se tiene en cuenta el enorme volumen de residuos de yeso que se generan en todo el mundo.

El procedimiento desarrollado consiste en disolver polvo de yeso en una solución acuosa rica en carbonatos. Como resultado se obtiene vaterita con una pureza superior al 95 %, una elevada superficie específica y una gran reactividad, características que amplían sus posibles aplicaciones en ámbitos como la construcción, la industria farmacéutica o la fabricación de papel.

Para llevar a cabo los experimentos, los investigadores emplearon diferentes tipos de yeso puro, lo que permitió comprender con mayor detalle el mecanismo de cristalización implicado en el proceso. El trabajo abre así la puerta a valorizar grandes cantidades de residuos de yeso, aunque todavía quedan retos por resolver. Entre ellos, integrar sistemas eficaces para eliminar las impurezas presentes en los residuos industriales sin afectar a la calidad del material final y escalar el proceso para poder aplicarlo a gran escala.

«Desde un punto de vista social y ambiental, nos enfrentamos a dos grandes desafíos: reducir el CO₂ en la atmósfera y gestionar la acumulación de residuos industriales», concluye Van Driessche. «Nuestro método contribuye a ambos objetivos, ya que permite transformar un residuo contaminante en un material útil cuya comercialización podría hacer viable económicamente el proceso».